Alma38.ru

Электро Свет
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ДЗпо физике № 7

ДЗпо физике № 7

1. Сила тока в лампочке менялась с течением времени так, как показано на графике.

В ка­ких промежутках времени на­пряжение на контактах лампы не менялось? Считать сопротив­ление лампочки неизменным.

2. Как изменится сила тока, проходящего через провод­ник, если увеличить в 2 раза напряжение между его концами, а площадь сечения проводника уменьшить в 2 раза?

2) уменьшится в 2 раза

3) увеличится в 2 раза

4) увеличится в 4 раза

3. Как изменится сила тока, проходящего через провод­ник, если уменьшить в 2 раза напряжение между его конца­ми, а длину проводника увеличить в 2 раза?

2) уменьшится в 2 раза

3) увеличится в 2 раза

4) уменьшится в 4 раза

4. На рисунке изображен график зависимости силы тока от напряжения на одной из сек­ций телевизора. Чему равно со­противление этой секции?

5. На рисунке изображены графики зависимости силы тока в трех проводниках от напряже­ния на их концах. Сопротивление какого проводника равно 4 Ом?

6. Медная проволока имеет электрическое сопротивле­ние 6 Ом. Какое электрическое сопротивление имеет медная проволока, у которой в 2 раза больше длина и в 3 раза больше площадь поперечного сечения?

7. Как изменится сила тока, протекающего через медный провод, если увеличить в 2 раза напряжение на его концах, а длину этого провода уменьшить в 2 раза?

8. Если длину медного провода и напряжение между его концами увеличить в 2 раза, то сила тока, протекающего через провод

2) уменьшится в 2 раза

3) увеличится в 2 раза

4) увеличится в 4 раза

9. Для измерения напря­жения на лампе (см. рисунок) вольтметр следует подключить к точкам

10. К источнику тока с вну­тренним сопротивлением 0,5 Ом подключили реостат. На рисун­ке показан график зависимости силы тока в реостате от его со­противления. Чему равна ЭДС источника тока?

11. К источнику тока с ЭДС = 6 В подключили реостат. На рисунке показан график из­менения силы тока в реостате в зависимости от его сопротивле­ния. Чему равно внутреннее со­противление источника тока?

12. Электрическая цепь состоит из источника тока вну­тренним сопротивлением 1 Ом с ЭДС, равной 10 В, резистора сопротивлением 4 Ом. Чему равна сила тока в цепи?

13. Резистор подключен к источнику тока с ЭДС = 10 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Сила тока в электрической цепи равна 2 А. Чему равно сопротивление резистора?

14. Каково внутреннее сопротивление источника тока с ЭДС, равной 10 В, если при подключении к нему резистора с сопротивлением 4 Ом в электрической цепи идет ток 2 А?

15. Через участок цепи (см. рисунок) течет постоянный ток I = 4 А. Что показывает амперметр? Сопротивлением амперметра пренебречь.

16. Сопротивление между точ­ками А и В электрической цепи, представленной на рисунке, равно

17. В участке цепи, изображенном на рисунке, сопротивление каждого резисто­ра 3 Ом. Чему равно общее сопротивление участка?

18. В участке цепи, изобра­женном на рисунке, сопротив­ление каждого резистора равно 8 Ом. Найдите общее сопротив­ление участка.

19. В цепи, схема которой изо­бражена на рисунке, сопротив­ление каждого резистора равно 3 Ом. Полное сопротивление цепи равно

20. Как изменится сопротивление це­пи, изображенной на рисунке, при замы­кании ключа К1

4) уменьшится или увеличится в зависимости от соотноше­ния между сопротивлениями

21. Общее сопротивление участ­ка цепи, изображенного на рисун­ке, равно

22. Для увеличения накала лампы (см. рисунок) следует под­ключить дополнительное сопро­тивление к точкам

23. Три одинаковых резистора сопротивлением R соеди­нены четырьмя способами. В каком случае сопротивление участка a-b равно 3/2R?

Читайте так же:
Поставить выключатель для светодиодной лампочки

24. Через участок цепи (см. рисунок) идет постоянный ток I=10 А.

Какое значение силы тока показывает амперметр? Сопротив­лением амперметра пренебречь.

25. Участок цепи состоит из трех последовательно соеди­ненных резисторов, сопротивления которых равны R, 2R и ЗR. Каким должно быть сопротивление четвертого резистора, до­бавленного в этот участок последовательно к первым трем, что­бы суммарное сопротивление участка увеличилось в 2 раза?

26. Участок цепи состоит из трех последовательно соеди­ненных резисторов, сопротивления которых равны г, 2г и Зг. Сопротивление участка уменьшится в 1,5 раза, если убрать из него

1) первый резистор

2) второй резистор

3) третий резистор

4) первый и второй резисторы

27. На рисунке показан участок це­пи постоянного тока, содержащий 3 лам­почки накаливания. Если сопротивление каждой лампочки 21 Ом, то чему равно сопротивле­ние всего участка цепи?

28. При прохождении по проводнику электрического тока силой 5 А в течение 2 мин совершается работа 150 кДж. Чему равно сопротивление проводника?

29. В электронагревателе с неизменным сопротивлением спирали, через который течет постоянный ток, за время t выделяется количество теплоты Q. Если силу тока и время t увеличить вдвое, то количество теплоты, выделившейся в нагревателе, будет равно

30. В электронагревателе, через который течет постоянный ток, за время t выделяется количество теплоты Q. Если сопро­тивление нагревателя и время t увеличить вдвое, не изменяя силу тока, то количество выделившейся теплоты будет равно

1)8Q 2)4Q 3)2Q 4) Q

31. Две проволоки одинаковой длины из одного и того же материала включены последовательно в электрическую цепь. Сечение первой проволоки в 3 раза больше сечения второй. Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в первой проволоке,

1) в 3 раза больше, чем во второй

2) в 3 раза меньше, чем во второй

3) в 9 раза больше, чем во второй

4) в 7з раз меньше, чем во второй

32. Через резистор идет постоянный ток. На рисунке при­веден график зависимости количества теплоты, выделяемого в резисторе, от времени. Сопротивление резистора 5 Ом. Чему равна сила тока в резисторе?

33. В электрической цепи, представлен­ной на рисунке, сопротивления резисторов равны R1 = 20 Ом и R2 = 30 Ом. Отношение выделяющихся на резисторах мощностей N2/N1 равно

34. На рисунке показан график зависимости силы тока в лампе накаливания от напря­жения на ее клеммах.

При на­пряжении 30 В чему равна мощность тока в лампе?

35. На рисунке показан график зависимости силы тока в лампе накаливания от напря­жения на ее клеммах.

При силе тока 1,5 А чему равна мощность тока в лам­пе равна

36. На рисунке показан график зависимости силы тока в лампе накаливания от напря­жения на ее клеммах.

При силе тока 2 А какую работу совершает ток в лампе за 3 секунды?

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Закон Ома

Закон Ома для участка цепи гласит, что сила тока (I) на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению (U) на концах участка цепи и обратно пропорциональна его сопротивлению (R).

Онлайн калькулятор

Найти силу тока

Напряжение: U = В
Сопротивление: R = Ом

Сила тока

Формула
Пример

Если напряжение на концах участка цепи U = 12 В, а его электрическое сопротивление R = 2 Ом, то:

Сила тока на этом участке I = 12 /2= 6 А

Найти напряжение

Сила тока: I = A
Сопротивление: R = Ом

Напряжение

Формула
Пример

Если сила тока на участке цепи I = 6 А, а электрическое сопротивление этого участка R = 2 Ом, то:

Читайте так же:
По рисунку 127 определите мощность тока потребляемую лампой л2

Напряжение на этом участке U = 6⋅2 = 12 В

Найти сопротивление

Напряжение: U = В
Сила тока: I = A

Сопротивление

Формула
Пример

Если напряжение на концах участка цепи U = 12 В, а сила тока на участке цепи I = 6 А, то:

Электрическое сопротивление на этом участке R = 12 /6 = 2 Ом

Закон Ома для полной цепи

Закон Ома для полной цепи гласит, что сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи электродвижущей силе (ЭДС) и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника.

Онлайн калькулятор

Найти силу тока

ЭДС: ε = В
Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = Ом
Внутреннее сопротивление источника напряжения: r = Ом

Формула
Пример

Если ЭДС источника напряжения ε = 12 В, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, то:

Сила тока I = 12 /4+2 = 2 А

Найти ЭДС

Сила тока: I = А
Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = Ом
Внутреннее сопротивление источника напряжения: r = Ом

Формула
Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, то:

ЭДС ε = 2 ⋅ (4+2) = 12 В

Найти внутреннее сопротивление источника напряжения

Сила тока: I = А
ЭДС: ε = В
Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = Ом

Внутреннее сопротивление источника напряжения: r =

Формула
Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а ЭДС источника напряжения ε = 12 В, то:

Внутреннее сопротивление источника напряжения r = 12/2 — 4 = 2 Ом

Найти сопротивление всех внешних элементов цепи

Сила тока: I = А
ЭДС: ε = В
Внутреннее сопротивление источника напряжения: r = Ом

Сопротивление всех внешних элементов цепи: R =

Формула
Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, а ЭДС источника напряжения ε = 12 В, то:

Маленький ликбез любителям пересветки, часть 2

И снова всем привет!
Как и обещал, в этот раз я в двух словах расскажу о правилах включения светодиодов в электрическую цепь, о расчете режима работы светодиодов, выборе токоограничительных резисторов для них, а также о расшифровке цветового кода выводных резисторов.

О питании светодиодов в интернете информации масса, но, к сожалению, многие авторы собственных конструкций часто допускают ошибки, главная из которых допускается при включении в общую цепь нескольких светодиодов одновременно. Для начала разберем включение одного светодиода для работы от напряжения 12В, но перед этим определимся в терминологии.

Как я успел заметить, народ часто путает последовательное и параллельное соединение каких-либо элементов электрической цепи. Рассмотрим, ху из ху.

1. Последовательное соединение

Последовательно — это цепочкой, друг за другом, когда один вывод предыдущей детали соединен только с одним выводом следующей. Наглядный пример — хоровод:)

Главные особенности такого соединения:

— в случае с лампочками или светодиодами, они должны быть одинаковыми, рассчитанными на одно и то же напряжение и ток, иначе одни из них гореть не будут, а другие станут гореть слишком ярко, вплоть до перегорания;
— сумма напряжений, на которые рассчитана каждая лампочка, должна быть равна (в идеале) или примерно равна (на практике) напряжению батареи. Или же, с другой стороны, на каждой лампочке будет напряжение, равное напряжению батареи, деленному на число лампочек. Или же с третьей стороны: сумма напряжений на всех элементах последовательной цепи равна напряжению питания;
— в любом участке цепи будет протекать один и тот же ток;
— при перегорании любой лампочки погаснут все сразу, потому как цепь разорвется.

Читайте так же:
Найти ток в лампе накаливания

2. Параллельное соединение — все элементы цепи соединены так, что из двух выводов одни соединяются в один проводник, другие в другой. Наглядный пример — девушка и молодой человек держат друг друга за руки, стоя лицом к лицу:))) Ну, или дети, играющие в "паровозик".

Главные особенности:
— лампочки могут быть разной мощности, на разные токи, но на одинаковое напряжение, равное (в идеале) или примерно равное (на практике) напряжению батареи;
— на любом элементе будет одно и то же напряжение;
— ток, потребляемый от батареи равен сумме токов всех лампочек;
— при перегорании любой лампочки остальные продолжат гореть.

Есть еще и третий вариант соединения — соединение смешанное, когда несколько последовательных цепей соединены параллельно и наоборот.

В таком соединении каждый тип цепи имеет те же главные особенности, что и по отдельности. Кстати, если присмотреться, то цепь, показанная на рисунке 1, тоже является примером смешанного соединения: последовательная цепь лампочек подключена параллельно батарее:)))

Переходим к главному — к светодиодам. Лампочки в подсветке, например, приборной панели VDO 2110, соединены параллельно, каждая лампа рассчитана на напряжение 12В (для лампочки ее рабочее напряжение — определяющий параметр, мощность и число их зависит только от мощности источника питания) и может подключаться к питанию напрямую. Со светодиодом все иначе. При работе светодиода в расчетном, штатном режиме напряжение на нем обычно равно 3…3,3В, но определяющим параметром для него является не напряжение, а ток. Свойства полупроводника таково, что при плавном подъеме напряжения на нем, скажем, с помощью реостата регулировки подсветки, оно начинает расти от нуля до определенной величины (для светодиода это упомянутые 3…3,3В), после чего напряжение остается практически неизменным, дальше растет только ток. И когда он превысит некоторую величину, светодиод перегорает. Если подать на светодиод напряжение прямо с аккумулятора, оно-таки будет составлять 12 вольт, но срок жизни диода будет определяться секундами, если не долями секунд.

Чтобы светодиод стал работать от 12В, необходимо ограничить его ток, чтобы он не превышал максимально допустимого для светодиода значения. Это можно сделать несколькими способами: с помощью токоограничивающего резистора, стабилизатора тока, широтно-импульсной модуляции. Так как все это я пишу в расчете на начинающих, два последних способа мы опустим — тем, кто "в танке", это все уже не нужно — и рассмотрим метод расчета токоограничивающего резистора.

Для того, чтобы уменьшить, ограничить ток в цепи светодиода, нам нужно увеличить сопротивление этой цепи. Вспоминаем закон господина Ома:

где: I — ток, U — напряжение, R — сопротивление

Напряжение у нас всегда одно — 12В. Кто-то возразит — не 12, а 14,4В. Скажем, так: напряжение у нас всегда равно напряжению бортовой сети автомобиля, но чтобы уберечь светодиоды от выхода из строя, все расчеты будем делать для максимального напряжения — 14,4В. Так вот, напряжение у нас всегда одно и то же — 14,4В. Номинальный ток современных светодиодов обычно составляет 10…20 мА. Это (как, впрочем, и рабочее прямое падение напряжения на светодиоде — 3…3,3В величина, усредненная для основной массы белых-синих-красных-зеленых-RGB светодиодов в SMD исполнении) лучше уточнить по даташиту, если известен тип светодиода. Если же тип неизвестен, лучше принять значение 10 мА — светить будет послабее, зато точно не сгорит от перегрузки по току.

Чтобы увеличить сопротивление цепи светодиода, последовательно с ним включается токоограничивающий резистор:

Читайте так же:
Регулируемый выключатель для ламп накаливания

Для определения его номинала узнаем, сколько вольт должно упасть на резисторе. Вспоминаем правило последовательной цепи: сумма напряжений на всех элементах равна напряжению питания. Питание у нас 14,4В. Номинальное напряжение на светодиоде — 3,3В.

14,4В — 3,3В = 11,1В

Именно такое напряжение должно быть на резисторе — 11,1В. Ток, протекающий в цепи (в том числе, и через светодиод) равен 10…20 мА. Например, для SMD-светодиода типоразмера 3528 номинальный ток равен обычно 20 мА, но для пущей сохранности возьмем немного меньше — 15мА. Выведем сопротивление из формулы закона Ома:

Напряжение на резисторе мы посчитали — 11,1В, ток через светодиод, а следовательно, и через резистор, мы выбрали — 15мА. Сопротивление резистора R = 11,1В / 15мА = 0,74 кОм. Вообще, если делать все по всем правилам, ток должен быть задан в амперах, при этом значение сопротивления получится в омах: 11,1В / 0,015А = 740 Ом. Что, по сути, то же самое:) Ближайший стандартный номинал к рассчитанной величине — 750 Ом. Расчет закончен.

Полезно бывает посчитать мощность резистора для уверенности, что он выдержит. Для этого нужно ток через резистор (на этот раз удобнее уже в амперах:) ) умножить на напряжение на нем: 11,1В * 0,015А = 0,17 Вт (округленно). Теперь расчет совсем закончен — чтобы запитать один светодиод, нам нужен резистор мощностью 0,25 Вт (ближайшее вверх стандартное значение) сопротивлением 750 Ом.

Для удобства сведу все в одну кучу, пусть шпаргалка будет:

Вместо резистора в цепь можно включить стабилизатор тока, простых схем сейчас много в сети. Может быть, когда-нибудь руки дойдут до их описания.

Чаще всего при пересветке всяческих панелей (приборных, печек и т.п.) светодиоды объединяют в группы (обычно по три, реже — по два), при этом экономятся резисторы. И вот тут самое главное правило: светодиоды в группе необходимо соединять только последовательно!

Почему? Все просто. В последовательной цепи через все элементы течет один и тот же ток, который мы можем точно определить и задать с помощью резистора. В параллельной же мы можем задать только общий ток всей цепи, он будет равен сумме токов через светодиоды. Идеального на свете ничего нет, светодиоды тоже имеют разброс параметров: одни потребляют меньший ток, другие больший и может получиться так, что при токе через три "неправильных" светодиода 45 мА (по 15 мА на каждого — вроде справедливо, правда?), но сильном разбросе их параметров на два из диодов может прийтись по 10 мА, а вот третьему достанутся оставшиеся 25, он обидится один раз — и все. А в сумме получатся те же 45 мА.
Так что вот оно, самое железное правило: несколько светодиодов с одним резистором — только последовательно. А вот эти группы между собой соединяем уже параллельно, потому как каждая из них будет рассчитана на 14,4В.

Расчет для группы из двух-трех диодов ничем не отличается от приведенного, только при расчете напряжения на резисторе из напряжения питания нужно вычитать сумму напряжений всех светодиодов в группе (6,6В — для двух, 9,9 — для трех). Сопротивление и мощность вычисляются одинаково.

На этом, собственно, все:)

Ну и напоследок, обещанная таблица цветовой кодировки резисторов и онлайн-сервис для ее расшифровки.

Спасибо за внимание! Всем правильных схем и хорошего настроения:) До новых встреч в эфире!

Читайте так же:
Схема как подсоединить лампочку через выключатель

Kvant. Закон Джоуля-Ленца

Img Kvant K-1991-12-001.jpg

. во всех случаях, когда электрический ток получался
с помощью магнитоэлектрической машины, количество теплоты,
развиваемой током, находилось в постоянном отношении к силе,
необходимой для вращения этой машины.
Дж. Джоуль

Img Kvant K-1991-12-003.jpg

Содержание

Этот закон о выделении тепла в проводнике при прохождении электрического тока — пример независимого открытия двумя учеными, открытия «с двойным гражданством», нередкого в истории науки. Побуждало же ученых стремление найти связи и количественные соотношения между «силами различной природы, приводящими к выделению тепла. И хотя закон Джоуля — Ленца не носит столь обобщающего характера, как фундаментальный закон сохранения энергии, сфера его применения ие уменьшается до сих пор. Без него не обойтись при расчете электрических цепей и электронных схем, проектировании и эксплуатации осветительных и электронагревательных приборов. Предоставляем вам возможность убедиться в этом самим в очередном выпуске «Калейдоскопа».

Вопросы и задачи

  1. В цепь включены параллельно медная и железная проволоки равной длины и сечения. В какой из них выделится большее количество теплоты за одно и то же время?
  2. Две электрические лампы мощностью 25 и 200 Вт включены последовательно в электрическую цепь. Какая из ламп будет гореть ярче?
  3. В каком из резисторов, показанных на схеме, выделяется наибольшее количество теплоты?

Img Kvant K-1991-12-004.jpg

Img Kvant K-1991-12-005.jpg

Img Kvant K-1991-12-006.jpg

Img Kvant K-1991-12-007.jpg

Микроопыт

Найдите сопротивление электрического утюга в рабочем режиме, если сведения о его мощности отсутствуют, с помощью электросчетчика и транзисторного радиоприемника.

Любопытно, что…

. до открытия закона, принесшего ему мировую известность, Джоуль занимался определением эффективности электрических машин. «Я не сомневаюсь,— утверждал он,— что электромагнетизм в конце концов заменит собою пар для приведения в движение машин». Однако очень скоро он пришел к пессимистическому выводу о превосходстве паровых машин над электрическими.

. Ленцу, точность и обстоятельность опытов которого обеспечили признание нового закона, пришлось самому вводить единицу измерения сопротивления (закон Ома к тому времени еще не вошел во всеобщее употребление), а также единицы тока и электродвижущей силы.

. энергия, «расходуемая» всеми молниями за год, по оценке, сделанной на основе закона Джоуля — Ленца, более чем втрое превышает мировую годичную выработку электроэнергии.

. хотя токи в микросхемах очень слабые, при большой плотности деталей весьма ощутимым становится тепловыделение, резко снижающее качество электронных устройств: начинаются процессы диффузии, размываются границы между деталями, возрастает фоновый шум. Эти причины сильно мешают миниатюризации электронных изделий.

Что читать в «Кванте» о законе Джоуля — Ленца

  1. «Вечная электрическая лампочка?» — 1989, № 8, с. 2;
  2. «Мощность в цепи постоянного тока» — 1989, № 8, с. 67;
  3. «Электрические машины постоянного тока» — 1990, № 1, с. 63;
  4. «Калейдоскоп «Кванта» — 1990, № 12, с. 40.

Img Kvant K-1991-12-008.jpg

Ответы

  1. В медной.
  2. Более мощная лампа имеет меньшее сопротивление, а сила тока, протекающего через лампы, одинакова. Следовательно, менее мощная лампа будет горечь ярче.
  3. В резисторе сопротивлением R2.
  4. В момент замыкания ток в цепи будет наибольшим из-за того, что сопротивление холодного металла меньше, чем раскаленного.
  5. Теплоотдача увеличится в соответствии с законом Джоуля — Ленца.
  6. См. рис.

Img Kvant K-1991-12-009.jpg

Микроопыт

Необходимо настроить приемник на программу «Маяк» и с помощью счетчика найти количество электроэнергии, израсходованной утюгом за промежуток между двумя позывными «Маяка», т. е. за полчаса. Затем можно рассчитать мощность утюга и, зная напряжение в сети, определить сопротивление утюга.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector